3D-printfejl: almindelige årsager og løsninger

Sammenlignet med traditionel fremstilling er 3D-print billigere, mere bekvemt og skaber meget mindre rod og færre giftige biprodukter. Det har trods alt bragt prototyper og småskalafremstilling til vores soveværelser. Men selvom 3D-print er praktisk, er det bestemt ikke let.

Absolut alt, lige fra forkert remspænding og forkert dysestramningsmoment til at få en af ​​de hundredvis af indstillinger for slicersoftwaren forkert, kan forårsage katastrofale fejl i dit 3D-print. Men bare rolig, for vi har samlet de mest almindelige årsager til 3D-printfejl sammen med praktiske tips til, hvordan du undgår dem.

1. Strengning

Stringing udgør måske ikke en katastrofal fiasko for kosmetiske 3D-print, men tynde plastikstykker, der løber vandret hen over alle de tomme rum i din model, besejrer også formålet. Endnu værre, overdreven snoring kan endda forårsage problemer med clearance i funktionelle udskrifter – især dem, der involverer bevægelige dele.

Hvad forårsager stringing?

Den grimme defekt opstår, når en 3D-printer ikke formår at forhindre smeltet filament i at sive ud af dysen, når den krydser hullerne i 3D-modellen. Dette fænomen er styret af flere faktorer, lige fra viskositeten af ​​den smeltede filament til det tryk, der genereres i dysen.

Med andre ord vil udskrivning ved for høje temperaturer gøre det lettere for filamentet at sive ud af dysen og forårsage snoring. I mellemtiden vil manglende aflastning af dysetrykket også medføre, at smeltet plast skubbes ud for tidligt. Tilstedeværelsen af ​​fugt i filamentet kan også bidrage til snoring.

For at gøre tingene værre, er visse materialer såsom PETG i sig selv mere modtagelige for denne 3D-udskrivningsfejl.

Sådan repareres stringing: Brug en lavere temperatur

Jo varmere din dysetemperatur er, jo lettere er det for filamentet at sive ud, når det ikke burde. Indstilling af den korrekte dysetemperatur opnår den rigtige filamentviskositet, hvilket igen gør det muligt for din 3D-printer at kontrollere flowet af smeltet filament mere præcist. Heldigvis er der en nem måde at opnå dette på.

De fleste moderne skæremaskiner såsom PrusaSlicer, eller dets open source-modstykke SuperSlicer, har indbyggede temperaturtårn-testmodeller. Brug disse kalibreringsguider til at finjustere dysetemperaturindstillingen til din valgte filament. Temperaturtårnet giver dig mulighed for at printe forskellige sektioner af modellen ved forskellige dysetemperaturer.

Dette er perfekt til at finde Goldilocks-zonen mellem maksimering af mellemlags adhæsionsstyrke og strengebegrænsning. Snap testprintet på forskellige niveauer for at afgøre, hvilken temperaturindstilling der er stærk nok til din applikation, samtidig med at stringing afbødes.

Sådan indstilles tilbagetrækningsindstillinger

Nu hvor vi har håndteret for høj dysetemperatur, kan vi gå videre til at hjælpe din printer med at lette dysetrykket. At skubbe smeltet filament fra en lille åbning i dysen kræver meget tryk. Hvis den enorme skubbekraft ikke reduceres i tide, vil filamentet fortsætte med at sive ud af dysen og vise sig som snor.

Din udskæringssoftware har en indstilling kaldet tilbagetrækningsafstand til netop dette formål. Som navnet antyder, reducerer det dysetrykket ved at trække filamentet i den modsatte retning. Værdierne for tilbagetrækningsafstand er målt i millimeter og spænder mellem 0,4 mm og 1,2 mm for direkte drevne ekstrudere. Bowden-ekstrudere kræver dog et sted mellem 2 mm og 7 mm tilbagetrækning. Hvis du er usikker på ekstrudertyper, bør vores forklaring om direkte drev og Bowden-ekstrudere have dig dækket.

Værdien ændres også med filamentmaterialets stivhed/elasticitet. Udskrivning af kalibreringsmodeller optimeret til tilbagetrækning er den eneste levedygtige måde at bestemme den rigtige indstilling for din 3D-printer på. Ligesom temperaturtårnet vil de fleste anstændige skæremaskiner have indbyggede tilbagetrækningstårne. Hvis ikke, kan du downloade et tilbagetrækningstårn fra Printables for at finde ud af, hvilken tilbagetrækningsafstandsindstilling der fungerer bedst for dig.

Udover tilbagetrækningsafstanden har tilbagetrækningshastigheden også indflydelse på stringing. Det varierer mellem 25 mm/s til 60 mm/s for de fleste filamenter, men det afhænger også af, om du bruger en direkte eller Bowden ekstruder, samtidig med at den er påvirket af sejheden/elasticiteten af ​​materialet, der printes. For lav hastighed forværrer snoring, hvorimod en for høj værdi vil medføre, at filamentet tygges op af ekstruderens tandhjul, eller endda klikker direkte. Endnu en gang er kalibreringsprint den bedste fremgangsmåde.

2. Dyse tilstoppede

Dysetilstopninger opstår, når filamentet ikke er i stand til at passere gennem dysen, hvilket resulterer i ufuldstændige print eller slet ingen ekstrudering. I modsætning til stringing forårsager dette uvægerligt total udskrivningsfejl. At identificere årsagen til tilstopning og finde en løsning er heller ikke så ligetil på grund af det store antal involverede variabler.

Hvad forårsager dysetilstopninger, og hvordan man forebygger dem

Kompleksiteten af ​​en 3D-printer ekstruder skaber mange fejlpunkter, der kan bidrage til en dysetilstopning. I store træk spænder de primære årsager fra mekaniske (ekstruder, dyse, varmelegeme) problemer til filamentvalg og håndteringspraksis. Lad os tage et kig på de mest almindelige årsager.

Filamentkvalitet: Billigere filamenter vil sandsynligvis indeholde støv og snavs, som kan samle sig i dysen over tid og til sidst blokere den. Det er ikke ualmindeligt at finde selv metalfragmenter inde i filamenter fremstillet af mærker, der ikke følger korrekte fremstillingsstandarder. Der skal ikke meget til at tilstoppe en gennemsnitlig dyse, som har en åbning på kun 0,4 mm. Det kan betale sig at bruge filamenter af høj kvalitet fra anerkendte mærker. Det er dog let at afbøde den negative påvirkning af billige filamenter, hvis du følger vores koldtræksvejledning til forebyggende dysevedligeholdelse.

Forkert dysestørrelse: Tekniske filamenter, der anvender kulfiber- og glasfiberblandinger, kan nemt tilstoppe de standard 0,4 mm dyser, der findes på de fleste 3D-printere. Du er bedre stillet ved at bruge større 0,6 mm dyser for at mindske risikoen for, at de relativt store kompositmaterialer blokerer den lille åbning af en stamdyse. Dette råd gælder også for træ, glød-i-mørke og metal-infunderede filamenter.

Billedkredit: Nachiket Mhatre

Overdreven laghøjde: Tykkere lag udskriver hurtigere, men overdrivelse kan nemt tilstoppe din dyse. Laghøjdeindstillingen bør ideelt set ikke overstige 75 procent af din dysestørrelse. Det betyder, at en 0,3 mm laghøjde er omtrent det mest, du sikkert kan bruge til en 0,4 mm dyse.

Udskrivning af modeller i større laghøjder kræver et radikalt højt volumetrisk flow af filament, hvilket er umuligt uden at øge dysetemperaturen. Manglende tilførsel af tilstrækkelig varme gør det umuligt for ekstruderen at skubbe den kolde filament ud af dysen.

Heat Creep: I den modsatte ende af spektret kan udskrivning ved for høje temperaturer få varme til at “krybe” over fra den varme side gennem heatbreaket og over på den kolde side. Dysetilstopninger manifesterer sig hver gang glødetråden smelter på den forkerte side af varmebruddet. Hvis din hotend-blæser holder op med at fungere, behøver du ikke engang at udskrive særlig varm for lavtsmeltende materialer som PLA for at tilstoppe din dyse.

Dette kan effektivt afbødes ved at verificere driften af ​​hotend-ventilatoren før udskrivning. Brug af titanium eller tyndere stålvarmeafbrydere reducerer også varmekrybning. Hvis du udskriver PLA i en lukket printer, er det en god idé at holde døren åben. Hvis intet andet virker, skal du muligvis opgradere til en mere kraftfuld hotend-ventilator.

Ekstruderslid: Ekstrudermotoren og gearenheden skal generere enorme mængder drejningsmoment og greb for at skubbe filament gennem dysen. Dette gælder især ved høje udskrivningshastigheder for materialer, der udskriver ved varmere temperaturer. Drejningsmomentet fra ældende ekstruder-trinmotorer kan falde over tid, eller ekstrudergearene kan være slidte. En kombination af disse faktorer på en gammel printer kan skabe nok fald i ekstruderingskraften til at forårsage en dysetilstopning.

Men når du ender med en dysetilstopning, vil vores smarte 3D-printer-dyser-guide komme til nytte.

3. Vridning

Forvridning opstår, når hjørnerne eller kanterne af et print løftes af printlejet under udskrivning. Selvom dette kan lyde som en kosmetisk defekt, ødelægger det dimensionsnøjagtigheden for funktionelle prints, hvilket er en deal-breaker. Endnu værre, overdreven vridning kan også få hele printet til at komme af sengen og ødelægge printet.

Billedkredit: CNC Køkken/Youtube

Hvad forårsager vridning?

Det er nemmere at forstå mekanikken bag vridning, hvis du visualiserer en miniaturevæg, der udskrives i ABS. De første par lag lægges ved 260°C på en seng, der er opvarmet til 100°C for at hjælpe vedhæftningen. Efterhånden som printet skrider frem, er lagene i nærheden af ​​sengen ved 100°C, mens de længere oppe har en tredjedel af den temperatur.

De øverste lag i kontakt med koldere omgivende luft begynder at krympe, efterhånden som de afkøles, hvorimod de varmere nederste lag nær det opvarmede leje er relativt større på grund af ekspansion. De krympende toplag får de varmere lag i nærheden af ​​sengen til at krølle sammen som en konsekvens, hvilket bliver tydeligt, når hjørnerne løftes af sengen.

Selvom sengevedhæftning kan afbøde vridning, sker det faktisk på grund af temperaturforskellen mellem de varme og kolde lag af printet. Netop derfor er vridning mere tydelig i tekniske materialer som nylon og ABS, der er printet ved markant højere temperaturer.

Sådan forhindrer du vridning

At bygge bro over den førnævnte temperaturforskel er den bedste måde at afbøde vridning. At opnå det er nemmere for ABS-udskrifter, fordi alt hvad du behøver er et lukket printkammer. Dette fanger den varme, der genereres af sengen, for at bringe kammertemperaturer så høje som 70°C for mindre printere som Voron 0-serien.

Denne metode virker også til mere udfordrende materialer som nylon og polycarbonat. Ideelt set bør du flytte din printers elektronik uden for kammeret for at sikre lang levetid. Når det er sagt, kan et simpelt kabinet stadig ikke forhindre ekstremt store eller høje print i at blive skævt i en større 3D-printer. På det tidspunkt skal du aktivt opvarme printkammeret for at bringe det tættere på 60°C i det mindste.

Det skal bemærkes, at så høje kammertemperaturer ikke er ideelle til materialer som PLA og PETG, som har tendens til at blive blødere ved disse temperaturer. Disse materialer udskrives bedst i åbne 3D-printere, hvor sengen opvarmes til glasovergangstemperaturen (blødgøringstemperaturen) (mellem 45°C og 60°C) for at hjælpe vedhæftningen. Vridning kan afbødes yderligere ved at reducere dysetemperaturen, men det fører også til svagere print.

Som en tommelfingerregel forbedrer du vedhæftningen ved at tilføje kanter til store flade overflader eller faner til skarpe hjørner i dine print, fordi det effektivt forhindrer det krympende materiale i at vride de nederste lag. Vores guide om forskellige 3D-printoverflader (og hvornår de skal bruges) hjælper dig med at forbedre din første lags vedhæftning.

4. Lagadskillelse eller svage udskrifter

Lagadskillelse eller delaminering opstår, når lagene på et print ikke klæber ordentligt til hinanden, hvilket resulterer i huller eller revner i printet. En 3D-printer er i bund og grund en smeltelimpistol styret af en robot. Og smeltelim virker, fordi den er, ja, varm.

Ligeledes vil udskrivning ved lavere dysetemperaturer føre til smukkere print, der ikke vrider sig meget, men manglen på varme forringer alvorligt mellemlags vedhæftning. Dette fører til svage print, der nemt klikker langs laglinjerne.

Billedkredit: Callum coles/Youtube

Hvordan man forbedrer lagvedhæftningen og forhindrer svage udskrifter

Styrken af ​​dit 3D-print på tværs af alle retninger, undtagen langs laglinjerne, er styret af filamentproducenten. Læs mere om, hvordan filamentvalg påvirker succesen med dine 3D-print. Laglinjer er dog de ufravigelige fejlpunkter for alle 3D-print, uanset hvilket materiale der bruges. Det er derfor vigtigt at følge disse bedste praksisser for at forbedre mellemlagsadhæsionen.

Udskrivning ved passende temperaturer: Kalibrer din dysetemperatur med de førnævnte temperaturtårn-testprint. Disse 3D-modeller er designet til at blive snappet ved hver temperatursektion for at kontrollere lagets vedhæftningsstyrke. Dette er den bedste måde at finde en balance mellem printkvalitet og mellemlagsstyrke.

Høj delkøleventilatorhastighed: Hvis delkøleventilatorhastigheden er indstillet for højt, kan det få lagene til at afkøle for hurtigt, hvilket resulterer i dårlig vedhæftning. Mens hurtigere delafkøling sikrer smukkere print og bedre overhæng/understøttelseskvalitet, har dette en negativ indvirkning på mellemlagets vedhæftning i materialer som ABS, nylon og polycarbonat.

Fugtig filament: Tilstedeværelsen af ​​fugt i filamentet forårsager, at der produceres damp i den varme dyse, som introducerer mikrobobler og hulrum i det ekstruderede materiale. Dette ødelægger ikke kun overfladekvaliteten af ​​et tryk, men gør dem også skøre. Begyndervenlige materialer som PLA og PETG er ikke modtagelige for fugt, men hygroskopiske filamenter som nylon skal tørres grundigt i en filamenttørrer før udskrivning.

De fire ryttere i 3D-printapokalypsen

Opnåelse af vellykkede 3D-print ender ikke med at sikre god vedhæftning på første lag. Justering af dine printer- og slicerindstillinger for at afbøde disse fire almindelige fejltilstande bør reducere dine chancer for at støde på et mislykket 3D-print markant.